4.1. Мета роботи.

4.2. Використовувані прилади.

4.3. Схеми виконання вимірювань.

4.4. Результати вимірювань параметрів електричних сигналів.

4.5. Обробка результатів вимірювань.

4.6. Висновки.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Призначення ЕПО.

2. Методи вимірювання параметрів електричних сигналів за допомогою ЕПО.

3. Похибки вимірювань параметрів електричних сигналів, методи їх зменшення.

4. Який метод вимірювання реалізується при застосуванні осцилографічного методу виміру частоти електричних сигналів? В чому полягає головна особливість цього методу вимірювання?

5. В чому полягає головна відмінність способів лінійної і синусоїдальної розгортки осцилографічного методу виміру частоти електричних сигналів?

6. Який вид приймає осцилограма на екрані ЕПТ при вимірювані фазового зсуву двох сигналів ψ =0 у спосіб синусоїдальної розгортки? Відповідь обґрунтувати.

7. Який вид приймає осцилограма на екрані ЕПТ при вимірювані фазового зсуву двох сигналів ψ =90º у спосіб синусоїдальної розгортки? Відповідь обґрунтувати.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

ВИЯВЛЕННЯ та ВИКЛЮЧЕННЯ ГРУБИХ ПОХИБОК ВИМІРЮВАНЬ

1. Мета роботи

Знайомство з методикою виявлення і виключення результатів спостережень, що містять грубі похибки.

2. Підготовка до роботи

2.1. Результат будь-якого вимірювання відрізняється від дійсного значення вимірюваної фізичної величини (ФВ) на величину похибки вимірювання. Отже, похибка вимірювання визначається як різниця між результатом вимірювання Х і дійсним значенням Х_д вимірюваної ФВ. При обробці результатів вимірювань застосовують абсолютну похибку Δ, що виражається в одиницях вимірюваної ФВ, і відносну похибку δ, що визначається як відношення абсолютної похибки Δ до дійсного значення Х_д вимірюваної ФВ (або до результату вимірювання Х):

У залежності від характеру зміни похибки поділяють на систематичні і випадкові. Підсумкова похибка результату вимірювання складається з систематичної і випадкової складових. Систематичною похибкою називається складова підсумкової похибки вимірювання, що залишається постійною чи закономірно змінюється при повторних спостереженнях незмінної ФВ. Випадкова похибка – це складова підсумкової похибки вимірювання, що змінюється випадково при повторних спостереження однієї і тієї ж незмінної ФВ. Наявність випадкових похибок виявляється при проведенні ряду спостережень цієї ФВ і визначається в тім, що результати спостережень не збігаються один з одним.

2.2. Інколи результат того чи іншого окремого спостереження значно відрізняється від результатів інших спостережень, виконаних у однакових умовах. Отже, такий результат може містити грубу похибку (промах). Грубими похибками вимірювань називають такі, що істотно перевищують очікувані похибки за даних умов вимірювань. Причинами появи результатів з грубими похибками можуть бути помилки оператора, несправність засобів вимірювань, різка зміна умов вимірювань, сильна короткочасна завада, тощо. Результати спостережень, що містять грубі похибки, треба визначити і виключити з розгляду. Однак визначити результат з грубою похибкою не завжди буває легко (особливо при одноразових вимірюваннях). Чим більше ряд повторних спостережень, тим легше визначити результат, що містить грубу похибку.

Похибки вимірювань, як і результати вимірювань, варто розглядати як випадкові величини, що підкоряються статистичним законам розподілу ймовірностей. Грубі похибки – це великі випадкові похибки. Їх поява теоретично має малу імовірність (наприклад, кілька похибок на 1 млн. спостережень), але усе-таки вони можливі, і не виключена можливість, що вже один з перших результатів містить грубу похибку. Між результатами, що містять грубі похибки, і результатами, що заслуговують довіри, зазвичай не можна встановити чітку межу. Питання про те, чи містить даний результат грубу похибку, вирішується одним з методів перевірки статистичних гіпотез. Щодо вияву грубих похибок гіпотеза, що перевіряється, припускає, що результат виміру x_i не містить грубої похибки і є одним зі значень випадкової величини Х із визначеним законом розподілу ймовірностей (частіше - це нормальний закон). Сумнів у першу чергу викликають найбільший (x_max) і найменший (x_min) з результатів спостережень.

2.3. перевірка гіпотези щодо вияву грубих похибок зводиться до наступного:

- для отриманого ряду результатів спостережень визначають статистичні оцінки параметрів нормального закону розподілу ймовірностей – математичного очікування і дисперсії:

- визначають допоміжні відношення

- у довідковій таблиці «Додаток №1» по заданій довірчій імовірності P і кількості результатів спостережень n знаходять найбільше значення _p, яке випадкова величина  може приймати ще з чисто випадкових причин:

- якщо обчислене значення ₁ (чи ₂, або ₁ і ₂ разом) виявляється менше, ніж _p, то гіпотеза приймається; у протилежному випадку результат х_max (чи х_min, або х_max і х_min разом) варто вважати таким, що містить грубу похибку. У цьому випадку результат х_max (чи х_min, або х_max і х_min разом) виключають з ряду спостережень і новий ряд, що отримують, знову перевіряють на наявність грубих похибок у спосіб, наведена вище, застосовуючи статистичні оцінки параметрів розподілу нового ряду.